Sciact
  • EN
  • RU

Синтез углеродных наночастиц в реакторе сжатия в атмосфере буферных газов Full article

Journal Сибирский физический журнал
ISSN: 2541-9447
Output data Year: 2022, Volume: 17, Number: 3, Pages: 29-46 Pages count : 18 DOI: 10.25205/2541-9447-2022-17-3-29-46
Tags циклический химический реактор, адиабатическое сжатие, пиролиз углеводородов, углеродные наноматериалы, буферный газ
Authors Ездин Борис Семенович 1 , Васильев Сергей Александрович 1 , Яценко Дмитрий Анатольевич 1,3 , Федоров Владимир Ефимович 4 , Иванова Мария Николаевна 4 , Каляда Валерий Владимирович 1 , Пахаруков Юрий Вавилович 2 , Фарид Канафеович Шабиев 2 , Зарвин Александр Евгеньевич 1
Affiliations
1 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
2 Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия
3 Институт катализа СО РАН, Новосибирск, Россия
4 Институт неорганической химии СО РАН, Новосибирск, Россия

Funding (2)

1 Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation FSUS-2020-0039
2 Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation FWUZ-2021-0001 (121031700321-3)

Abstract: В работе исследованы физико-химические аспекты газофазного синтеза нанопорошков в циклическом реакторе при сжатии прекурсоров (метан, этилен, ацетилен) в условиях, близких к адиабатическим, в атмосфере буфер­ных одноатомных газов (аргон, гелий, неон). Изучено влияние давления в реакторе и объемного соотношения прекурсор / буферный газ на состав, морфологию и структуру углеродсодержащих частиц, являющихся продук­тами пиролиза. Установлено, что полное разложение наблюдается для всех прекурсоров, но при разных услови­ях. Тепловое разложение метана, имеющего минимальную энтальпию образования, наблюдалось в атмосфере аргона 97,5 % при пиковом давлении более 10 МПа. Обнаружено, что в атмосфере гелия возможности терми­ческой релаксации в условиях быстрых реакций (< 50 мс) существенно ограничены: удалось разложить только ацетилен, имеющий максимальную энтальпию образования. Полученные твердые продукты реакций представ­ляют собой черные порошки с плотностью 20–30 мг/см3. Порошки исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния, рентгеноструктурного анализа. Частицы – полые или с заполненным центром глобулярные луковичные структуры размером до 100 нм. Рентгеноструктурный ана­лиз показал наличие графитоподобных кристаллитов размерами менее 10 нм во всех образцах. Комбинацион­ное рассеяние показало главным образом sp2-гибридизацию углерода. Показаны широкие возможности метода циклического адиабатического сжатия для пиролиза углеводородов с целью производства разнообразных угле­родных структур, позволившие осуществить регулируемый выход углеродных наноматериалов с требуемой для практического использования морфологией.
Cite: Ездин Б.С. , Васильев С.А. , Яценко Д.А. , Федоров В.Е. , Иванова М.Н. , Каляда В.В. , Пахаруков Ю.В. , Фарид Канафеович Ш. , Зарвин А.Е.
Синтез углеродных наночастиц в реакторе сжатия в атмосфере буферных газов
Сибирский физический журнал. 2022. Т.17. №3. С.29-46. DOI: 10.25205/2541-9447-2022-17-3-29-46 РИНЦ OpenAlex
Translated: Ezdin B. , Vasiljev S. , Yatsenko D. , Fedorov V. , Ivanova M. , Kalyada V. , Pakharukov Y. , Shabiev F. , Zarvin A.
Synthesis of Carbon Nanoparticles in a Compression Reactor in Atmosphere of Buffer Gases
Technical Physics. 2023. V.68. N1. P.18-26. DOI: 10.1134/s1063784223010024 WOS Scopus РИНЦ ANCAN OpenAlex
Dates:
Submitted: Apr 29, 2022
Accepted: Sep 13, 2022
Identifiers:
Elibrary: 49936845
OpenAlex: W4313407608
Citing:
DB Citing
OpenAlex 4
Altmetrics: